數(shù)字視頻監(jiān)控系統(tǒng)是一個以多媒體技術(shù)、數(shù)字圖像處理與存儲、通信、計(jì)算機(jī)等新技術(shù)于一體的新型視頻監(jiān)控系統(tǒng)，被廣泛應(yīng)用于多種場合。安徽省將重要水利防洪工程和控制閘站建設(shè)成具有數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化、智能化相結(jié)合的視頻監(jiān)控系統(tǒng)，可以為各級防汛部門提供實(shí)時和直觀的汛情、工情圖像信息，對提高防汛抗旱指揮決策水平和推進(jìn)安徽水利信息化的發(fā)展具有重要意義。

　　安徽省重要的水利防洪工程大部分座落在長江、淮河流域及偏遠(yuǎn)山區(qū)，點(diǎn)多、分布范圍廣、交通不便、環(huán)境條件較差。覆蓋這些水利防洪工程的視頻監(jiān)控系統(tǒng)應(yīng)具有以下特點(diǎn)。

　　系統(tǒng)具有強(qiáng)大的接入能力，以實(shí)現(xiàn)全省多站點(diǎn)、大范圍監(jiān)控點(diǎn)的接入。

　　系統(tǒng)必須支持靈活的接入方式，以適應(yīng)傳輸網(wǎng)絡(luò)和組網(wǎng)的需要。

　　系統(tǒng)應(yīng)組網(wǎng)簡單，視頻圖像清晰度高、實(shí)時性強(qiáng)，信道帶寬占用率低。

　　采用的設(shè)備應(yīng)具有遠(yuǎn)程配置、管理、維護(hù)和自啟動能力；設(shè)備功耗低且適合在野外惡劣的環(huán)境氣候條件下長期連續(xù)運(yùn)行。

　　系統(tǒng)組網(wǎng)方案應(yīng)具有可靠性、安全性、先進(jìn)性、實(shí)用性、開放性、可擴(kuò)充性和靈活性。

　　系統(tǒng)軟件應(yīng)界面友好，能實(shí)現(xiàn)分級、分層管理功能。

　　建成后的安徽水利遠(yuǎn)程視頻監(jiān)控系統(tǒng)，應(yīng)能滿足安徽省各級防汛部門對全省重要水利防洪工程實(shí)時情況的了解和調(diào)度運(yùn)用的監(jiān)督管理的要求。

　　系統(tǒng)組網(wǎng)方案

　　（一）方案選擇

　　系統(tǒng)從視頻圖像信息共享、圖像清晰度、網(wǎng)絡(luò)帶寬占用率及網(wǎng)絡(luò)管理等方面綜合考慮，選用數(shù)字視頻監(jiān)控系統(tǒng)進(jìn)行組網(wǎng)，依靠全省已建的防汛抗旱通信骨干網(wǎng)組建遠(yuǎn)程視頻監(jiān)控業(yè)務(wù)網(wǎng)。網(wǎng)絡(luò)協(xié)議采用TCP/IP協(xié)議，前端選用具有MPEG-4壓縮方式、嵌入式結(jié)構(gòu)和DSP芯片的硬件編碼器設(shè)備。視頻信號通過編碼器被壓縮編碼后轉(zhuǎn)換為基于IP的MPEG-4碼流，與控制信號一起傳送到IP網(wǎng)絡(luò)中。系統(tǒng)圖像解析度為706×576（PAL），具有硬解壓和軟解壓方式，傳輸速率可在64～1500kbit/s之間設(shè)置。為便于系統(tǒng)的集中管理，設(shè)置省中心和市級分中心兩級服務(wù)器，所有用戶由省中心的認(rèn)證服務(wù)器統(tǒng)一授權(quán)和管理。系統(tǒng)通過視頻服務(wù)器把監(jiān)控圖像傳送至通信骨干網(wǎng)上任何需要的節(jié)點(diǎn)。系統(tǒng)的組網(wǎng)結(jié)構(gòu)如圖1所示。

　　這種方式的優(yōu)點(diǎn)主要有以下幾點(diǎn)：

　　1.系統(tǒng)可以在防汛抗旱骨干網(wǎng)或計(jì)算機(jī)局域網(wǎng)上傳輸視頻圖像，不受距離的限制，信號不易受干擾，可以保障視頻圖像的傳輸質(zhì)量和穩(wěn)定性、可靠性。

　　2.視頻圖像傳輸利用已建的防汛抗旱通信骨干網(wǎng)和計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)組網(wǎng)，無須重新組建傳輸網(wǎng)絡(luò)，網(wǎng)絡(luò)帶寬可重復(fù)利用，節(jié)省了投資成本。

　　3.組網(wǎng)方式靈活，系統(tǒng)可以通過網(wǎng)絡(luò)遠(yuǎn)程管理和設(shè)置，無須人工現(xiàn)場操作，管理維護(hù)方便。

　　4.視頻圖像數(shù)據(jù)可存儲在計(jì)算機(jī)硬盤或保存在光盤中，查詢十分簡便、快捷。

　　（二）系統(tǒng)組成

　　1.前端設(shè)備：主要由攝像機(jī)、編碼器等設(shè)備組成。攝像機(jī)一般采用三星或明景彩色智能一體化球機(jī)，編碼器采用安徽廣成科技公司的GC-NETENC-10系列網(wǎng)絡(luò)視頻編碼器。

　　2.中心設(shè)備：整個系統(tǒng)建設(shè)兩級監(jiān)控中心，即市級監(jiān)分中心和省級監(jiān)控中心。市級分中心設(shè)置一臺視頻服務(wù)器，并安裝分中心視頻監(jiān)控軟件；省級監(jiān)控中心設(shè)置視頻服務(wù)器和認(rèn)證服務(wù)器，并安裝相應(yīng)的服務(wù)管理軟件，從而實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的聯(lián)網(wǎng)和集中管理。省中心視頻服務(wù)器同時安裝電子地圖軟件，被授權(quán)用戶可通過點(diǎn)擊電子地圖瀏覽所要觀看監(jiān)視點(diǎn)的圖像。

　　3.傳輸系統(tǒng)：利用已建的安徽省防汛抗旱通信骨干網(wǎng)進(jìn)行視頻圖像的傳輸。沿淮各重要閘站通過自建的微波電路和北電Passport4460多業(yè)務(wù)交換機(jī)接入全省防汛抗旱通信骨干網(wǎng)，其它監(jiān)視點(diǎn)通過租用公網(wǎng)光纖電路（或自建）接入所屬市級單位局域網(wǎng)，通過北電Passport7440多業(yè)務(wù)交換機(jī)接入全省防汛抗旱通信骨干網(wǎng)。

　　4.客戶端：主要為各局域網(wǎng)內(nèi)用戶，被授權(quán)用戶可通過客戶端軟件或IE瀏覽器方式進(jìn)行視頻圖像選擇觀看和控制。各用戶可以擁有不同的權(quán)限，實(shí)現(xiàn)對各監(jiān)視點(diǎn)的圖像進(jìn)行選擇觀看、查詢、錄像、回放等操作。

　　5.顯示設(shè)備：系統(tǒng)在省中心設(shè)置電視監(jiān)視墻，通過網(wǎng)絡(luò)視頻解碼器將所要瀏覽的圖像先進(jìn)行硬解壓，再輸出到電視監(jiān)視墻進(jìn)行顯示。

　　6.接地系統(tǒng)：考慮到大部分監(jiān)視點(diǎn)都設(shè)置在野外，在每個監(jiān)視點(diǎn)的前端安裝電源、信號防雷模塊，并構(gòu)建可靠的接地網(wǎng)，防止雷擊對設(shè)備造成的損壞。

　�。ㄈ�）省、市兩級組網(wǎng)方式

　　遠(yuǎn)程視頻監(jiān)視系統(tǒng)是一個具有特殊應(yīng)用和QoS要求的IP網(wǎng)絡(luò)�？紤]到網(wǎng)絡(luò)安全、網(wǎng)絡(luò)帶寬資源等問題，結(jié)合安徽省通信網(wǎng)絡(luò)現(xiàn)狀，系統(tǒng)的建設(shè)利用已建的安徽省防汛抗旱通信骨干網(wǎng)多業(yè)務(wù)交換機(jī)設(shè)備對電路帶寬按需分配的特性，省市兩級的組網(wǎng)方案采用虛擬路由方式。計(jì)算機(jī)廣域網(wǎng)與遠(yuǎn)程視頻監(jiān)控業(yè)務(wù)網(wǎng)通過多業(yè)務(wù)交換機(jī)虛擬成兩個路由，構(gòu)成兩個緊密相連又相對獨(dú)立的網(wǎng)絡(luò)。

　　各監(jiān)視點(diǎn)的視頻信號通過多業(yè)務(wù)交換機(jī)以太網(wǎng)口接入省防汛抗旱通信骨干網(wǎng)，通過Diffserv與QoS參數(shù)之間的映射，將不同級別的IP數(shù)據(jù)包映射到具有不同QoS要求的PVC或SVC上，從而實(shí)現(xiàn)將QoS從LAN到WAN的映射，為視頻監(jiān)控系統(tǒng)提供了端到端的QoS保障。

　　這種組網(wǎng)方案實(shí)施的優(yōu)點(diǎn)為：一是可以利用多業(yè)務(wù)交換機(jī)優(yōu)先級設(shè)定，有效保證遠(yuǎn)程監(jiān)視業(yè)務(wù)所需要的帶寬，從而使圖像質(zhì)量得到保證，這種方法相對于IP路由方式的QoS等方式有更大的優(yōu)越性；二是將局域網(wǎng)與遠(yuǎn)程視頻監(jiān)視業(yè)務(wù)網(wǎng)隔離開來，最大限度地避免視頻服務(wù)器受本地局域網(wǎng)計(jì)算機(jī)病毒的影響，或通過局域網(wǎng)感染其它節(jié)點(diǎn)的網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控設(shè)備。

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　　編碼器和服務(wù)器之間采用UDP通信模式。這種模式有利于減小傳輸網(wǎng)絡(luò)上的負(fù)載，保障視頻圖像的連續(xù)性、服務(wù)器和服務(wù)器、客戶端和服務(wù)器之間建立兩個連接，分別是控制信號和數(shù)據(jù)信號的連接，這兩個連接都是采用TCP方式，以保障兩種信號傳輸?shù)目煽啃浴?

　　系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的功能及應(yīng)用

　　目前，全省已先后建設(shè)了潁河阜陽閘、淮河蚌埠閘、茨懷新河上橋閘、荊山湖進(jìn)洪閘、合肥董鋪水庫、黃山新安江大橋、安慶長江水位站、蕪湖長江水位站、銅陵橫港水位站等的遠(yuǎn)程視頻監(jiān)視系統(tǒng)。已建設(shè)的安徽省水利遠(yuǎn)程視頻監(jiān)視系統(tǒng)具有以下功能。

　　實(shí)現(xiàn)了高清晰度圖像信息在網(wǎng)上共享的要求。

　　提供客戶端軟件和基于電子地圖的WEB查詢功能，使計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)上被授權(quán)用戶可通過瀏覽器點(diǎn)擊查看前端監(jiān)控點(diǎn)的視頻監(jiān)視圖像，并可對云臺進(jìn)行控制。

　　實(shí)現(xiàn)監(jiān)控中心對前端編碼器和市級服務(wù)器進(jìn)行集中控制管理。

　　具備自動輪巡、監(jiān)視所有聯(lián)網(wǎng)前端編碼器功能。

　　已建成的安徽水利遠(yuǎn)程視頻監(jiān)控系統(tǒng)為防汛抗旱工作和重要防洪工程的綜合運(yùn)用提供了可靠的保障。經(jīng)過近兩年運(yùn)行考驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，系統(tǒng)穩(wěn)定可靠、操作管理方便、圖像清晰，完全達(dá)到設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)。下一步將繼續(xù)在全省重要的水利防洪工程點(diǎn)建設(shè)視頻監(jiān)視點(diǎn)。

　　系統(tǒng)特征

　�。ㄒ唬┏浞掷�用已建的安徽省防汛抗旱綜合通信網(wǎng)多業(yè)務(wù)交換機(jī)設(shè)備對電路帶寬按需分配的特性，保證了視頻圖像在通信骨干網(wǎng)中的傳輸帶寬。

　�。ǘ�）通過多業(yè)務(wù)交換機(jī)提供的虛擬路由器技術(shù)，遠(yuǎn)程視頻監(jiān)視業(yè)務(wù)和計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)在同一個多業(yè)務(wù)網(wǎng)絡(luò)平臺上并存，既相對獨(dú)立，又可以實(shí)現(xiàn)互聯(lián)互通。

　�。ㄈ�）采用MPEG-4圖像編碼標(biāo)準(zhǔn)的網(wǎng)絡(luò)硬件編碼器，保證了高質(zhì)量的動態(tài)圖像。

　�。ㄋ模┩ㄟ^分組方式來觀看多路視頻圖像，解決一次性觀察多路視頻數(shù)量受限制的問題，并可自動地在不同分組間切換。

　�。ㄎ澹┫到y(tǒng)能實(shí)現(xiàn)分級、分層管理，維護(hù)管理容易、便捷。

　　信令協(xié)議

　　現(xiàn)有的視頻監(jiān)視系統(tǒng)大都各自為政，沒有遵照一定的標(biāo)準(zhǔn)，也沒有采用某種協(xié)議來支持互通。視頻監(jiān)視尚沒有一個統(tǒng)一的協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)，可以借用的協(xié)議最主要的是廣泛用于VoIP的H.323體系與SIP.鑒于以上這種情況，為支持全省視頻監(jiān)視系統(tǒng)的互聯(lián)互通，統(tǒng)一設(shè)備選型和協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)是非常重要的，否則將造成信息資源的浪費(fèi)，也為系統(tǒng)的運(yùn)行管理帶來困難。

　　遠(yuǎn)程視頻監(jiān)視系統(tǒng)的建設(shè)，進(jìn)一步提高了安徽省防汛抗旱工作和重要水利防洪工程的現(xiàn)代化管理水平，促進(jìn)了安徽水利信息化的發(fā)展。隨著圖像處理、計(jì)算機(jī)通信、傳輸?shù)燃夹g(shù)的飛速發(fā)展，遠(yuǎn)程視頻監(jiān)視必將會在更多領(lǐng)域得到應(yīng)用。